紫羅蘭酮吸附在銀粒子表面的拉曼光譜研究

李小軍（陜西省表面工程與再制造重點實驗室，西安文理學院化學工程學院， 陜西 西安 710065）

紫羅蘭酮吸附在銀粒子表面的拉曼光譜研究

李小軍（陜西省表面工程與再制造重點實驗室，西安文理學院化學工程學院， 陜西 西安 710065）

紫羅蘭酮在生物領域有著重要的應用價值。本文采用密度泛函方法對紫羅蘭酮以及它的銀復合物進行了系統的理論研究，并探究了銀復合物的拉曼光譜和弱相互作用。

紫羅蘭酮；銀團簇；復合物

金屬材料由于具有獨特的光學和電子性質，而被廣泛應用于納米電子器件的結構單元。尤其是小的納米材料可作為吸附生物分子的基材，并提供重要的理論數據［1］。主要歸因于金屬團簇的表面具有較強的等離子共振和電磁場［2］，其會引起生物分子在金屬團簇表面的結構和電子性質等的改變。本研究主要通過理論模擬對紫羅蘭酮吸附在銀離子表面的拉曼光譜和弱相互作用做深入研究，為其以后實驗和潛在應用提供重要的理論依據［3］。

1 實驗方法

通過密度泛函B3LYP方法對銀復合物進行系統的研究。其中，對銀原子采用含贗勢的LanL2DZ基組，對于其它原子（C、H、O）采用6-31++G**基組。以上全部計算均通過GAUSSIAN 09軟件包［4］，在I7微機上完成。

2 結果和討論

2.1 穩定結構

我們對α-和β-紫羅蘭酮以及它們的銀復合物進行了模擬。結果發現，兩種紫羅蘭酮中α-紫羅蘭酮為63%，β-紫羅蘭酮為37%，說明在自然界中α-紫羅蘭酮的成分更多。α-紫羅蘭酮作為穩定結構的基礎上，研究了其吸附在銀團簇表面的復合物，穩定結構如下圖1所示。通過預測，我們發現C原子與Ag團簇之間的距離在2.719～2.741范圍內，其表現了很強的弱相互作用。

2.2 模擬的拉曼光譜

圖1 優化的穩定結構

圖2圖 模2 擬模的擬單的體單體及及其其復復合合物物的的拉曼光譜

從圖2中我們可知，α-復合物的拉曼特征峰3050cm-1為-CH3官能團的C-H伸縮振動峰，附近3046cm-1峰來自于C-H的非對稱伸縮振動。次強拉曼吸收峰出現在1677cm-1，歸功于C=C和C=O伸縮振動，1480和1733cm-1是苯環骨架上CH3官能團的C-H搖擺振動峰。我們也可以看出，位于1651 cm-1處的特征峰明顯被增強了約50%，其表明銀團簇對生物分子的增強效果有較強的選擇性。同時，與α-紫羅蘭酮的拉曼光譜相比較，α-復合物的特征峰發生了“紅移”，這是由于銀團簇表面是吸電子基，其強的磁場改變α-紫羅蘭酮單體的電子結構造成的。

3 結語

采用密度泛函B3LYP方法研究了紫羅蘭酮以及它們的銀復合物，探究了復合物的拉曼光譜。通過預測。結果發現，模擬的拉曼光譜以及在銀復合物上的特征峰都表明銀團簇對生物分子拉曼光譜的增強效果有較強的選擇性。

［1］Alexander K.，Roland M.，Vlasta B.K.，Bruno B.，Isabelle C.， Michel B.，Rodolphe A.，Philippe D.Doubly Charged Silver Clusters Stabilized by Tryptophan:Ag2+4as an Optical Marker for Monitoring Particle Growth［J］，Angew.Chem.Int.Ed.2011，50（4）：878-881.

［2］孫向榮，劉家仁，孫文廣，等.β紫羅蘭酮誘導GC7901細胞凋亡作用［J］.衛生研究，2007，36（6）:667-670.

［3］孫青，舒學軍，陳茹冰，等.香料紫羅蘭酮的合成研究［J］.浙江大學學報（理學版），2012，39（1）:56-60.

［4］ Frisch M.J.，Trucks G.W.，Schlegel H. B.，et al.Gaussian，Inc.，Wallingford CT，2009.

李小軍（1981- ），男，陜西華縣人，博士，主要從事理論計算化學研究。

陜西省自然科學基金（2014JM2-2019，2014JM2046）； 陜西省教育廳基金（14JK2128）；西安市文理專項（CXY1352WL20， CXY1443WL03）和博士啟動基金。